数学规则既是数学概念学习的深化,也是数学问题解决的前提。数学规则的学习和掌握,是数学技能形成的条件,不但可以促进学生认知能力的发展,而且可以培养学生按规则办事的良好习惯。思维的适应性控制(Adaptive Control of Thought-Rational,简称ACT-R)理论实质上是一种认知学习理论,它指出任何知识的学习都是从陈述性阶段开始,经过程序化和长期的调整,最后到达条件化阶段。本研究基于ACT-R理论,以苏教版五年级下册“分数加法和减法”单元为例,进行教学设计研究,探讨在ACT-R理论指导下的小学数学运算规则教学设计的一般方式和思路。本研究首先通过对ACT-R理论进行细致的分析和阐述,得出ACT-R理论运用于小学数学运算规则教学的一般过程和框架。然后使用前期测试对学生的情况进行分析,并从课程标准和教材两方面分析教学内容。在此基础上,将“分数加法和减法”单元的教学内容按照陈述性阶段、程序性阶段和条件化阶段三个部分进行筛选和调整。同时基于ACT-R理论,分别从教学目标、教学内容、教学过程和教学评价四方面对“分数加法和减法”单元的教学进行研究并提出具体的教学设计方案。通过实施课堂教学,由教学实录和效果分析发现,运用ACT-R理论进行小学数学运算规则教学能够帮助学生掌握运算规则,感悟算理,提高了小学生数学课堂学习的参与度与效率,有利于小学生数学运算能力的培养。反思“分数加法和减法”单元的教学设计和课堂实施,建议在运用ACT-R理论进行运算规则教学时要合理设计样例,做中学与例中学相结合;突出目标层级,逐层进行规则学习;强化精致练习,提高练习有效性。